ES2902152T3 - Herramienta de extracción para una tuneladora y tuneladora - Google Patents
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Abstract
Herramienta de extracción para una tuneladora con un cabezal de herramientas (115), con por lo menos un sensor de desgaste (315) integrado en el cabezal de herramientas (115), que se puede cargar con energía eléctrica a través de una disposición de línea eléctrica, y con un portaherramientas (206, 321) al que está conectado de forma intercambiable el cabezal de herramientas (115), caracterizada por que la disposición de línea para el o cada sensor de desgaste (315) se extiende desde el cabezal de herramientas (115) hasta un extremo del portaherramientas (206, 321) opuesto al cabezal de herramientas (115), por que la disposición de línea presenta un módulo de acoplamiento (312) inalámbrico sin enchufe entre el cabezal de herramientas (115) y el portaherramientas (206, 321) y por que un módulo de evaluación (330) está dispuesto en el extremo del portaherramientas (206, 321) opuesto al cabezal de herramientas (115).
Description
DESCRIPCIÓN
Herramienta de extracción para una tuneladora y tuneladora
La invención se refiere a una herramienta de extracción para una tuneladora según el preámbulo de la reivindicación 1.
La invención se refiere además a una tuneladora equipada con al menos una herramienta de este tipo.
Una herramienta de extracción de este tipo para una tuneladora y una tuneladora equipada con una serie de herramientas de extracción de este tipo se conocen por el documento JP 2000-204884 A.
La herramienta de extracción conocida hasta la fecha para una tuneladora dispone de un cabezal de herramientas en el que está integrado un sensor de desgaste. El sensor de desgaste se puede cargar con energía eléctrica a través de una disposición de línea eléctrica basada en cables. La herramienta de extracción también está equipada con un portaherramientas al que está conectado el cabezal de herramientas de forma intercambiable. En la herramienta de extracción conocida hasta la fecha, el sensor de desgaste está formado por una serie de cables espaciados entre sí con sus extremos escalonados en una dirección de desgaste que son conducidos al exterior de la herramienta de extracción fijamente cableados.
La invención se basa en el objetivo de especificar una herramienta de extracción del tipo mencionado al principio y una tuneladora equipada con la misma, en la que, o en las que, cuando se alcanza un límite de desgaste, la herramienta de extracción se pueda cambiar fácilmente.
En el caso de una herramienta de extracción del tipo mencionado al principio, este objetivo se alcanza según la invención con los rasgos característicos de la reivindicación 1.
Este objetivo se alcanza con una tuneladora con las características de la reivindicación 10.
Debido a que la herramienta de extracción según la invención presenta un módulo de acoplamiento inalámbrico, sin enchufes, y la disposición de línea entre el cabezal de herramientas y la base de herramientas se puede interrumpir muy fácilmente y después volver a conectar cuando se cambia el cabezal de herramientas que experimenta un desgaste, se puede cambiar muy fácilmente el cabezal de herramientas al detectar que se ha alcanzado un límite de desgaste mediante el módulo de evaluación dispuesto en las inmediaciones del portaherramientas.
Otras formas de realización útiles de la invención son objeto de las reivindicaciones dependientes.
Otras formas de realización útiles y ventajas de la invención se desprenden de la descripción siguiente de un ejemplo de forma de realización con referencia a las figuras del dibujo.
Estas muestran:
Figura 1: en una representación en perspectiva ilustrativa, una sección de una rueda de corte de una tuneladora, que está equipada con herramientas de extracción ilustrativas según la invención,
Figura 2: en una vista lateral, un ejemplo de realización de una herramienta de extracción según la invención dispuesta en un cabezal portador en una posición de trabajo avanzada,
Figura 3: en una vista en sección en una sección longitudinal, la disposición según las figuras 2 y Figura 4: en una vista en sección en una sección longitudinal, la herramienta de extracción ilustrativa según la figura 3 en una posición de mantenimiento retraída.
La figura 1 muestra una representación en perspectiva simplificada de una sección de una rueda de corte 103 de una tuneladora, que está equipada en este caso con una serie de herramientas de extracción 106 según la invención representadas en un ejemplo de forma de realización, configuradas a este respecto como las denominadas cuchillas rozadora para extraer roca blanda y suelta. Cada herramienta de extracción 106 está dispuesta de forma desplazable en un cabezal portador 109 conectado a la rueda de corte 103, al que está fijado un manguito terminal 112 alargado en un lado posterior opuesto al lado de extracción. En el lado de la extracción, cada herramienta de extracción para la extracción de las siguientes estructuras geológicas presenta un cabezal de cuchilla rozadora 115, que experimenta un desgaste durante la operación de extracción de la tuneladora y que, por lo tanto, debe cambiarse de la manera más rápida y fiable posible por razones económicas al alcanzar un límite de desgaste predeterminado o al alcanzar un valor inferior a un límite de desgaste predeterminado. En el lado opuesto al cabezal de cuchilla rozadora 115, cada herramienta de extracción 106 está diseñada con
una placa de mirilla 118 que cierra la herramienta de extracción 106 por la parte posterior y es transparente en el sentido de que se puede transmitir la información visual reconocible por el ojo humano a través de la misma. La figura 2 muestra en una vista lateral el ejemplo de realización de una herramienta de extracción 106 ilustrativa según la figura 1 montada en un cabezal de soporte 109. Mediante la figura 2, se puede evidenciar que el cabezal de cuchilla rozadora 115 está equipado con una serie de insertos duros 203 para optimizar el tiempo de funcionamiento hasta alcanzar el límite de desgaste. Además, en la representación según la figura 2 se puede observar que el cabezal de cuchilla rozadora 115 está conectada a un cabezal portaherramientas 206, que se extiende desde el cabezal de cuchilla rozadora 115 en la posición de trabajo avanzada representada en la figura 2 hasta el interior del cabezal portador 109.
El extremo del manguito terminal 112 orientado hacia el cabezal portador 109 está conectado de forma separable al cabezal portador 109 por medio de una disposición de anillo de brida de conexión 209 mediante conexiones roscadas, mientras que el extremo libre del manguito terminal 112 opuesto al cabezal portador 109 soporta un anillo de brida de cierre 212 en el que el extremo posterior de la herramienta de extracción 106 opuesto al cabezal de cuchilla rozadora 115 está montado de forma desplazable.
La figura 3 muestra en una vista en secciones en una sección longitudinal la disposición según la figura 2 con la herramienta de extracción 106 en la posición de trabajo avanzada. En la figura 3 se puede observar que el cabezal de cuchilla rozadora 115 y el cabezal portaherramientas 206 están conectados entre sí mediante una conexión de espiga 303 por arrastre de forma, que en este ejemplo de forma de realización presenta un muñón poligonal 306 y un receptáculo de muñón poligonal 309 configurado de forma complementaria al muñón poligonal 306 que encajan entre sí con un ajuste exacto.
Alternativamente, para la conexión de espiga 303 se utilizan un muñón de cilindro y un receptáculo de muñón de cilindro con un dispositivo antirrotación separado.
En la zona del punto de contacto frontal entre el muñón poligonal 306 y el receptáculo de muñón poligonal 309 está presente un módulo de acoplamiento 312 de una disposición de línea, que proporciona una interfaz inalámbrica, sin enchufes, preferentemente formada por unos elementos transmisores/receptores espaciados espacialmente entre sí, entre una parte de la disposición de línea que se encuentra en el cabezal de cuchilla rozadora 115 y una parte de la disposición de línea que se extiende desde el módulo de acoplamiento 312 hasta el lado de la herramienta de extracción 106 opuesto al cabezal de cuchilla rozadora 115.
El cabezal de cuchilla rozadora 115 está equipado con unos sensores de desgaste 315, por ejemplo, en forma de sensores de temperatura, que suministran señales de salida características del estado de desgaste actual del cabezal de cuchilla rozadora 115, que pueden alimentarse a la disposición de línea y derivarse del cabezal de cuchilla rozadora 115 a través del módulo de acoplamiento 312.
La disposición de línea también dispone de un tubo de guiado de línea 318, un extremo del cual pasa a través del cabezal portaherramientas 206 hasta el módulo de acoplamiento 312 y se extiende más allá del cabezal portaherramientas 206. El tubo de guiado de línea 318 está dispuesto en un espacio interior de una base portaherramientas 321 diseñada de forma cilíndrica hueca conectada al cabezal portaherramientas 206, en cuyo extremo opuesto al cabezal portaherramientas 206 está montada una disposición de anillo de brida de cierre 324, con la que, entre otras cosas, está fijada la placa de mirilla 118. En el extremo de la base portaherramientas 321 opuesto al cabezal portaherramientas 206 también está dispuesta una carcasa de protección 327, en la que está dispuesto un módulo de evaluación 330, que en este ejemplo de forma de realización está equipado con un indicador óptico del estado de desgaste.
El extremo del tubo de guiado de línea 318 opuesto al cabezal portaherramientas 206 desemboca en la carcasa protectora 327, de modo que la disposición de línea está conectada al módulo de evaluación 330 de forma ampliamente protegida de influencias externas, en particular mecánicas.
Esto asegura que las señales de salida del, o de cada, sensor de desgaste 315 actúen sobre el módulo de evaluación 330, que se carga convenientemente con energía eléctrica a través de un módulo de suministro de energía 333 dispuesto independiente en la carcasa protectora 327, tal como una batería preferentemente recargable, y a través de la placa de mirilla 118 se pueda observar por parte del personal de operación y de mantenimiento el indicador del estado de desgaste, por ejemplo en forma de una indicación luminosa verde cuando el cabezal de cuchilla rozadora 115 está todavía en estado funcionamiento antes de alcanzar un límite de desgaste predeterminado y una indicación luminosa roja cuando se alcanza el límite de desgaste o un valor inferior al límite de desgaste por el cabezal de cuchilla rozadora 115.
En un desarrollo adicional, no representado, las señales de datos alimentadas al indicador del estado de desgaste pueden transmitirse de forma alternativa o adicional a través de una unidad de transmisión del módulo de evaluación 330 por medio de un canal de transmisión inalámbrico tal como una comunicación por radio a una zona de la tuneladora dispuesta en la parte posterior con respecto al lado de la extracción, por ejemplo, en su
estación de control, y pueden procesarse en la misma.
En la figura 3, se puede observar que toda la estructura de la herramienta de extracción 106 es mecánicamente muy estable y los componentes eléctricos y electrónicos están muy bien encapsulados contra las influencias ambientales externas, tales como, en particular, la humedad en el espacio interior de la base portaherramientas 321 o la acción mecánica.
En la figura 3 también se puede observar que el avance de la herramienta de extracción 106 para adoptar la posición de trabajo está limitado por topes formados entre el anillo de brida de cierre 212 y la disposición de anillo de brida de cierre 324, así como entre el cabezal portador 109 y el cabezal portaherramientas 206 en dirección radial.
La figura 4 muestra en una vista en secciones en dirección longitudinal correspondiente a la figura 3 la herramienta de extracción 106 en una posición de mantenimiento retraída con respecto la posición de trabajo según la figura 3, en la que la herramienta de extracción 106 se saca del cabezal portador 109 y está lista para la extracción completa desde el manguito terminal 112. En la representación según la figura 4, se puede observar que la disposición de brida de conexión 209 sujeta una unidad de cierre 403 con la que un espacio de recepción 406 formado en el lado de extracción en el cabezal portador 109 para la herramienta de extracción 106 puede separarse de un espacio de guiado 409 del manguito terminal 112. Como resultado, la herramienta de extracción 106 se puede extraer sin presión en una posición de cierre de la unidad de cierre 403. Entonces, por ejemplo, se puede retirar un cabezal de cuchilla rozadora 115 desgastado del cabezal portaherramientas 206 y fijar de nuevo un cabezal de cuchilla rozadora 115 no desgastado al cabezal portaherramientas 206 sin trabajos de conexión complicados y propensos a errores en la disposición de línea.
Claims (11)
1. Herramienta de extracción para una tuneladora con un cabezal de herramientas (115), con por lo menos un sensor de desgaste (315) integrado en el cabezal de herramientas (115), que se puede cargar con energía eléctrica a través de una disposición de línea eléctrica, y con un portaherramientas (206, 321) al que está conectado de forma intercambiable el cabezal de herramientas (115), caracterizada por que la disposición de línea para el o cada sensor de desgaste (315) se extiende desde el cabezal de herramientas (115) hasta un extremo del portaherramientas (206, 321) opuesto al cabezal de herramientas (115), por que la disposición de línea presenta un módulo de acoplamiento (312) inalámbrico sin enchufe entre el cabezal de herramientas (115) y el portaherramientas (206, 321) y por que un módulo de evaluación (330) está dispuesto en el extremo del portaherramientas (206, 321) opuesto al cabezal de herramientas (115).
2. Herramienta de extracción según la reivindicación 1, caracterizada por que el módulo de acoplamiento (312) está diseñado con una interfaz que presenta unos elementos de transmisión/recepción espaciados entre sí.
3. Herramienta de extracción según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizada por que el módulo de acoplamiento (312) presenta un acoplamiento inductivo.
4. Herramienta de extracción según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que la disposición de línea presenta, a ambos lados del módulo de acoplamiento (312), unas líneas eléctricas al mismo o a cada sensor de desgaste (315) y a un módulo de evaluación (330) que controla el indicador de estado de desgaste.
5. Herramienta de extracción según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que el portaherramientas presenta un cabezal portaherramientas (206) que se puede conectar al cabezal de herramientas (115) por arrastre de forma y una base portaherramientas (321) diseñada de forma cilíndrica hueca dispuesta en el lado del cabezal portaherramientas (206) opuesto al cabezal de herramientas (115), en cuyo extremo opuesto al cabezal portaherramientas (206) está dispuesto el módulo de evaluación (330).
6. Herramienta de extracción según la reivindicación 5, caracterizada por que una sección de la disposición de línea dispuesta en un espacio interior de la base portaherramientas (321) está dispuesta en un tubo de guiado de línea (318).
7. Herramienta de extracción según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por que el módulo de evaluación (330) está dispuesto en una carcasa de protección (327) en la que también está dispuesto un módulo de suministro de energía (333).
8. Herramienta de extracción según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada por que el módulo de evaluación (330) presenta un indicador óptico de desgaste.
9. Herramienta de extracción según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada por que los datos generados por el módulo de evaluación (330) pueden ser transmitidos por medio del módulo de evaluación (330) a través de un canal de transmisión inalámbrico.
10. Tuneladora con por lo menos una herramienta de extracción según una de las reivindicaciones 1 a 9.
11. Tuneladora según la reivindicación 10, en la que la misma o cada herramienta de extracción (106) está dispuesta de forma móvil en un cabezal portador (109) asignado y en la que está prevista una unidad de cierre (403) para el o cada cabezal portador (109) que, en una posición retraída de la herramienta de extracción (106) asignada al cabezal portador (109), puede cerrarse con una unidad de cierre (403) de manera que la zona de la tuneladora opuesta a un frente de ataque pueda cerrarse de forma resistente a la presión con respecto al frente de ataque.
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